汽车车身造型与结构分析.pdf

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武汉理工大学硕士学位论文汽车车身造型与结构分析姓名：

张德超申请学位级别：

硕士专业：

车辆工程指导教师：

邓楚南;乐玉汉20060401武汉理工大学硕士毕业论文摘要车身造型与汽车电子一起已经成为目前汽车整车产品中最活跃的因素。

造型是汽车的外观，是汽车评价中最直观、最负感染力的部分，好的造型对提高产品竞争力、反映企业文化有着重要意义。

本文主要介绍了以下内容1介绍了世界汽车造型发展筒史，具体分析了各种具体车型的造型特点及发展趋势。

并介绍了车身结构。

预测了汽车造型的发展趋势。

2对汽车空气动力学进行了探讨。

介绍了基本的空气动力学理论、汽车空气动力学的主要理论、汽车风洞实验。

3对汽车人机工程学进行了探讨。

介绍了车身总布置中的人体模型。

车身室内的布置设计。

4对汽车色彩学和造型的艺术规律进行了探讨。

介绍了汽车的美学艺术规律和视觉规律。

5具体介绍了汽车造型工作的传统实现方法。

并给出了新造型方法在了汽车造型工作中的实例。

对这两种刁i同的造型方法进行了比较。

6对汽车结构的有限元分析进行了探讨。

介绍了有限元软件的主要功能，以及在汽车上面的主要应用。

并给出了工程分析实例。

关键词：

汽车造型、汽车空气动力学、计算机辅助设计墓堡堡王盔堂堡主兰!

堡苎一AbstractBodvdesignandelectronicproductarethemostexcitingfactorincardeslgn。

Bodydesignisrepresentationofcatshape，whichisthebestCOlElmunicatlan1ncarestimation。

Significanceofagoodshapeisthekeytoadvancecompetitio“、ren础enterpriseculture。

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1Carphylogeny,analysischaracteristicofsomeCarS-Futu。

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ncouldshortthelifecycle、cutthecosteffectivelyRshouldbeappliedextensivelyKey-ords：

Bodydesign、Caraerodynamics、CADCAE武汉理工大学硕士毕业论文第1章引言11汽车造型设计在汽车开发过程中的重要性世界汽车工业竞争日益加剧，汽车巨头们都在加紧新车型的设计开发，由于发动机、底盘设计制造技术基本成熟，新车型便主要体现在电子设备和车身造型的更新上。

目前，在一种新车型的开发项目中，40的设计师和工程师是在从事与车身相关的开发。

车身造型与汽车电子一起已经成为目前汽车整车产品中最活跃的因素。

造型是汽车的外观，是汽车评价中最直观、最负感染力的部分，好的造型对提高产品竞争力、反映企业文化有着重要意义。

对某一时期的汽车市场而言，各大汽车厂商在汽车技术，也就是在功能实现上的差别并不大，很难形成独有的优势。

因此，造型就成了表达设计风格、传递企业文化、吸引顾客的主要手段。

各厂商把汽车车身设计视为占领市场、打开销路的竞争手段之一，对造型工作倍加重视。

为了与瞬息万变的市场相适应，各厂商都制订了较多的车型方案，以便从中选择适合市场竞争的设计方案研制投产，因而需要大量的技术储备和庞大的技术班子。

由于对造型人才的要求较高，需要精心培养和训练，他们有时甚至不惜重金聘请外国名师代行造型设计。

目前，我国汽车工程技术总体发展水平与发达国家有一定的差距，与这种现状类似，我国的汽车车身设计研究与应用的总体水平目前也相对落后。

然而，近年来的发展势头却令人瞩目，包括基础设施条件与实验分析手段已不断增强和改善，吸引了更多的学者和科技人员关注和从事这一领域的研究，已经出现了一些具有标志性或较高水平的研究成果并被加以应用。

近两年迅速崛起的以奇瑞和吉利为代表的中国汽车公司成为了中国汽车行业自主开发的典范。

中国的汽车造型设计还有很长一段路要走，它将在中国的汽车工业中扮演越来越重要的角色。

12课题的来源及研究内容121所选课题的题目及课题来源课题题目：

汽车车身造型与结构分析课题来源：

洛阳福赛特汽车股份有限公司重型载重汽车新产品开发项目武汉理1j大学硕士毕业论文122课慧研究的目的、意义课题研究的目的：

1通过项目的研究过程具有一定的实验技能和生产实践知识2对于进行本方向的研究有关的计算机软件能够达到熟练运用课题研究的意义：

汽车车身造型设计具有鲜明的工业设计的特色。

它需要以艺术的手法巧妙地表现产品的功能、材料、工艺和结构特点，并形成符合审美规律的形体，使人们对这种交通工具产生美感。

因此我们需要把工业设计知识等多学科知识应用到汽车产品上来，制作出满意的方案并实现学科的融合。

123研究目标、研究内容和拟解决的关键问题研究目标：

设计出一款造型新颖的重卡造型研究内容：

运用计算机辅助工具制作一款车身模型用有限元软件对其进行结构分析武汉理工大学硕士毕业论文第2章汽车车型分类及造型特点、发展趋势21世界汽车造型发展史当汽车首次出现的时候，它主要是为上层社会服务。

那时候没有人认识到这种精美的、机械上的奇迹将会从根本上改变这个世界，更没有人对它的独特机动性能赋予完全新的含义。

汽车诞生之前，马车就是人类最好的陆上交通工具。

1770年法国人尼古拉斯古诺（17251804）将蒸汽机装在板车上，制造出第一辆蒸汽板车，这是世界上第一辆利用机器为动力的车辆。

1860年，法国人艾蒂安勒努瓦发明了一种内部燃烧的汽油发动机。

1885年，德国工程师卡尔奔驰（18441929）在曼海姆制造成一辆装有085马力汽油机的三轮车。

德国另一位工程师戈特利布戴姆勒（18341900）也同时造出了一辆用11马力汽油发动机作动力的四轮汽车，这便是现代意义上的汽车。

他们俩被公认为是以内燃机为动力的现代汽车的发明者。

1886年1月29日也被公认为汽车的诞生日。

从19世纪末到20世纪初，世界上相继出现了一批汽车制造公司，除戴姆勒和奔驰各自成立了以自己名字命名的汽车公司外，还有美国的福特公司、法国的标致和雪铁龙公司、意大利的菲亚特公司等。

当时的汽车外形基本上沿用了马车的造型。

因此，当时人们把汽车称为无马的“马车”。

马车型汽车很难抵挡风雨的侵袭，美国福特汽车公司在1915年生产出一种新型的福特T型车，这种车的车室部分很像一只大箱子，并装有门和窗，人们把这类车称为“箱型汽车”。

这种少见的汽车推动了一个新的工业时代的到来，在这个时代，工人们首次用大批量生产的部件在流水线上组装汽车。

亨利福特的T型汽车是一种没有先例的技术典型。

构造简单的四缸发动机只有147千瓦（20马力），工作容积为2884毫升，每分钟转速1600转。

工作负荷低，转速慢，使得这种发动机非常坚固耐用，它可以用最低劣的汽油，甚至可以用煤油比例很大的混合油。

亨利福特的目标是生产”全球车”。

不论从哪方面说，他都成功了。

自1908年10月1日第一辆T型车交货以来，直至1927年夏天T型车成为历史，共售出1500多万辆。

T型车在全世界倍受青睐，它成了便宜和可靠交通的象征。

福特汽车公司创造了一个巨大的永久性汽车市场，带动了全球汽车产业的发展。

1913年底，美国售出的汽车近一半是福特生产的。

到20年代，全世界一半以上的注册汽车都是福特牌。

T型车的许多创新永远地改变了汽车制造业。

流水组装线是亨利福特于1913年在福特海兰公园一首创的。

这为汽车制造业，乃至武汉理J二天学硕士毕业论文整个工业界带来了伟大的变革。

由T型车推广开来的创新还有许多，如方向盘左置使乘客出入方便。

T型车第一个将发动机汽缸体和曲轴箱做成单一铸件，第一个使用可拿掉的汽缸盖以利检修，第一个大量使用由福特汽车公司自己生产的轻质耐用的钒钢合金。

T型车灵巧的“行星”齿轮变速箱让新手也觉得换档轻松自如。

诸如此类的创新和改进，加之亨利福特生产的T型车所固有的价值，使得它在世界进一步趋于城市化之际成为最佳的个人交通工具。

当时的设计并不要求汽车很体面，而只把它当成一种”行驶的机器”。

价格也很便宜：

福特T型汽车有一段时间只卖295美元，普通职业者也能买得起它。

作为高速车来讲，箱型汽车是不够理想的，因为它的阻力大，大大妨碍了汽车前进的速度。

所以人们又开始研究一种新的车型一流线型。

1933年德国的波尔舍博士设计了一种类似甲壳虫外形的汽车。

波尔舍最大限度地发挥了甲壳虫外形的长处，使之成为同类车中之王，甲壳虫也成为该车的代名词。

由于第二次世界大战的原因，甲壳虫型汽车直到1949年才真正大批量生产，并开始畅销世界各地。

同时以一种车型累计生产超过2000万辆的纪录而著称于世。

“甲壳虫”型汽车的成功是众所周知的。

它打破了福特T型汽车的产量纪录，并超过了数百万辆。

它同美国的这种大批量汽车有一个共同点：

他们都是“行驶的机器”，不讲究豪华，两者的基本结构在它们的“生”中都没有改动。

“甲壳虫”的发动机是后置的，它的成功被诸多竞争对手作了错误的引用，菲亚特、雷诺、西姆卡、斯科达、雪佛兰等一些厂家纷纷效仿“甲壳虫”车，制造具有更大功率的后置发动机的轿车。

现在后置发动机的轿车早已淡出市场，最多只有赛车才装后置式发动机，而且大多装在后轴之前。

目前，“甲壳虫”已经卷土重来，大众汽车公司再度推出“甲壳虫”车，并取名“新甲壳虫（NewBeetel）”，引起了人们的极大兴趣。

大众“甲壳虫”车的优点同样是结实耐用，不讲究豪华，而且价格大众化。

美国福特公司经过几年的努力，于1949年推出具有历史意义的新型的福特v8型汽车。

这种车型改变了以往汽车造型的模式，使前翼子板和发动机罩，后翼子板和行李舱罩融于一体，大灯和散热器罩也形成一个平滑的面，车室位于车的中部，整个造型很像一只小船，所以人们把这类车称为“船型汽车”。

船型汽车解决了甲壳虫型汽车对横风不稳定的问题。

这是因为船型车发动机前置，汽车重心相对前移，而且加大了行李舱，使风压中心位于汽车重心之后的缘故，所以遇到横风就不会摇头摆尾。

下图中的SANTAIA3000也是典型的船型汽车。

船型汽车尾部过分向后伸出，形成阶梯状，在高速时会产生较强的空气涡流。

为了克服这一缺陷，人们把船型车的后窗玻璃逐渐倾斜，倾斜的极限即成为斜背